Zusammenfassung
Zielsetzung
Aus den Ergebnissen der Deutschen Wirbelsäulenstudie (DWS1), die die Basis der hier vorgestellten DWS-Richtwertestudie (DWS2) darstellen, ist die grundsätzliche Aussage ableitbar, dass auch unterhalb bestimmter Schwellenwerte des Mainz-Dortmunder Dosismodells (MDD) Risiken für die Entstehung einer bandscheibenbedingten Erkrankung der Lendenwirbelsäule bestehen. In den verwendeten Dosismodellen der DWS1 wurden die Schwellenwerte der Bandscheibendruckkraft, Rumpfvorneigung und Tagesdosis nicht getrennt voneinander, sondern in Kombination variiert. Daher erlaubten die bisherigen Auswertungen der DWS1 keine Aussagen zu Dosismodellen, die durch definierte Absenkung einzelner Eigenschaften des MDD, z. B. der Druckkraft, bei Beibehaltung der übrigen Eigenschaften gekennzeichnet sind. Ziel der DWS2 ist die wissenschaftlich fundierte Ableitung eines Dosismodells unter Berücksichtigung geeigneter Schwellenwerte.
Material und Methoden
In der DWS2 werden die Schwellenwerte (Bandscheibendruckkraft, Rumpfvorneigung, Tagesdosis) einzeln und anschließend auch kombiniert variiert. Dabei wird die Anpassungsgüte der resultierenden Dosismodelle zur Beschreibung des Dosis-Wirkung-Zusammenhangs auf der Grundlage der kontinuierlichen Dosiswerte anstelle klassierter Daten in der DWS1 und unter Einsatz verschiedener statistischer Methoden [z. B. Akaike-Informationskriterium (AIC), Multi-Modell-Ansätze, fraktionale Polynome] ermittelt.
Ergebnisse
In die Berechnung der Schwellenwerte gingen die Informationen mehrerer gut anpassender, einen breiten Bereich von Schwellenwerten repräsentierender Dosismodelle ein. Unter Einsatz statistischer Mittelungsverfahren (Multi-Modell-Ansätze) ließen sich daraus folgende Schwellenwerte ableiten: eine Bandscheibendruckkraft von 3,2 kN für Männer und 2,5 kN für Frauen, ein Rumpfneigungswinkel von 45°, eine Tagesdosis von 2,0 kNh bei Männern und 0,5 kNh bei Frauen. Weiterhin ließ sich eine Verdopplungsdosis des Bandscheibenerkrankungsrisikos von etwa 7 MNh bei Männern und etwa 3 MNh bei Frauen ermitteln.
Schlussfolgerungen
Die vertiefende Reanalyse der Daten der DWS1 liefert eine wichtige Grundlage zur Beurteilung der Dosis-Wirkung-Beziehung zwischen körperlichen Belastungen und bandscheibenbedingten Erkrankungen. Zunächst sind statistische Unsicherheiten bei der Ableitung von Schwellenwerten sowie die Vereinbarkeit der Studienergebnisse mit den Anforderungen des Berufskrankheitenrechts zu diskutieren, bevor konkrete Folgerungen für die Berufskrankheit Nr. 2108 gezogen werden können.
Abstract
Aims
The EPILIFT case-control study − which constitutes the basis of the present EPILIFT Exposure Criteria Study EPILIFT2) − led to the fundamental conclusion that the risk of developing lumbar disc diseases is elevated even when the physical workload lies below specific threshold values of the Mainz-Dortmund dose model (MDD). In the “original” EPILIFT study, threshold values for lumbar-disc compressive force, for the degree of forward bending, and for the daily dose were not varied separately but in combination. Therefore, to date, the consequences on the model fit are unknown if single thresholds of the MDD are lowered separately, leaving other thresholds unchanged. The aim of this in-depth data analysis of the original EPILIFT study was to derive a dose model (including appropriate threshold values) that best describes the dose–response relationship between physical exposure and lumbar spine diseases.
Material and methods
Lumbar-disc compressive force, degree of forward bending, and daily dose were changed separately (and afterward simultaneously). Model fit was considered based on continuous (instead of categorized) exposure variables, applying several new statistical methods (Akaike information criterion, AIC; fractional polynomials; multimodel approaches).
Results
The calculation of threshold values made use of the information of several dose models representing a broad range of threshold values. As a result of this in-depth analysis, the following thresholds were established as a “best estimate”: lumbar-disc compression force of 3.2 kN among men and 2.5 kN among women; 45 degree of forward inclination of the trunk; daily dose threshold of 2 kNh among men and 0.5 kNh among women; doubling (life time) dose of about 7 MNh among men and 3 MNh among women.
Conclusions
This in-depth re-analysis of the EPILIFT case-control study data constitutes an important basis for the determination of the dose-response relationship between physical exposure and lumbar spine diseases. The statistical uncertainties of our study results as well as the statutory requirements of German occupational disease no. 2108 (lumbar spine disease) have to be considered before appropriate threshold values can be established for use in practice.
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Notes
In wesentlichen Teilen enthält der vorliegende Beitrag Textpassagen aus dem Abschlussbericht der DWS2 [24].
Bei dem „BSG-Modell“ handelt es sich um ein Dosismodell, dessen Eigenschaften sich nach dem Urteil des Bundessozialgerichts (BSG) vom 30.10.2007 richten [5]. Folgende Schwellenwerte sind zugrunde gelegt: Bandscheibendruckkraft 2,7 kN, Rumpfvorneigehaltung 90°, Tagesdosis 0 kNh, Lebensdosis 12,5 MNh. Das Urteil des BSG bezieht sich nur auf Männer.
Für weitere Einzelheiten der zweiten Modellmittelung wird auf den Beitrag von Morfeld et al. [16] im vorliegenden Themenheft verwiesen.
Bei fehlendem Ausschluss der Modelle mit Druckkraftschwelle oberhalb von 4 kN bei Frauen (Nebenanalyse) ergibt sich eine Schwelle von 2,75 kN bei Frauen mit Chondrose (Fallgruppe 4); s. Fußnote 6.
Es ist darauf hinzuweisen, dass innerhalb des Forschungsverbunds unter Beteiligung des Forschungsbegleitkreises intensiv über die Frage diskutiert wurde, welche inhaltlichen Voraussetzungen als biologisch plausible Kriterien zu einer Eingrenzung der Modellvielfalt eingesetzt werden könnten oder sollten. Derartige Überlegungen sind wichtig, weil die Ergebnisse des Verfahrens davon abhängen, welche Modelle in die Mittelung einbezogen werden. Die Diskussionen haben keinen Konsens erzielen können, sodass zur Eingrenzung der Bestmodelle lediglich ein Ausschluss von Modellen mit (sehr) hohen Druckkraftschwellen zur Berücksichtigung des Kriteriums der Häufigkeitsrelevanz durchgeführt wurde. Neben dieser Hauptanalyse wurde eine Nebenanalyse mit Verzicht auf diesen Ausschluss von Modellen durchgeführt. Da sich die Ergebnisse der Hauptanalyse nicht wesentlich und ohnehin nur in der Fallgruppe 4 (Frauen mit Chondrose) von den Ergebnissen der Nebenanalyse unterscheiden, wird auf diese Unterscheidung hier nicht weiter eingegangen.
Die Entscheidung für die kontinuierliche Modellierung der kumulativen Dosis beruhte u. a. darauf, dass der Umgang mit kontinuierlichen Variablen überwiegend niedrigere AIC-Werte und damit bessere Anpassungen lieferte, als dies für kategorisierte Variablen der Fall war (s. [24], S. 57).
Der Begriff Konfidenzintervall ist hier als „terminus technicus“ zu verstehen, der das Rechenverfahren zur Ermittlung aus dem punktweisen Konfidenzintervall für den Kurvenwert OR = 2 beschreibt. Die Berechnungsmethode der Nutzung der Umkehrfunktion zur Ermittlung der unteren und oberen Grenzen eines Intervalls für den Schwankungsbereich des Verdopplungsdosiswerts lässt keine Aussagen zu statistischen Eigenschaften dieses Intervalls zu, insbesondere auch nicht zu einer 95 %-Überdeckungswahrscheinlichkeit. Deswegen wird hier der Begriff Pseudo-Konfidenzintervall genutzt. Die DWS1-Forschungsgruppe hat keine alternative Möglichkeit zur Berechnung der Konfidenzintervalle und damit der Unsicherheiten bei der Ermittlung der Verdopplungsdosis gesehen.
Das BSG begründet in seinem Urteil vom 30.10.2007 (BSG 2007) die vorgenommene Absenkung der Druckkraftschwelle auf 2,7 kN (im Verfahren eines männlichen Klägers) nicht ausschließlich mit den Ergebnissen der DWS1. Vielmehr wird im genannten Urteil darauf hingewiesen, dass „bei der BK Nr. 2108 … als Einwirkungen nicht nur das Heben, sondern auch das Tragen schwerer Lasten in Rechnung zu stellen sind und die Druckkraft beim Tragen von 20 kg nach den Bestimmungsgleichungen des MDD 2700 N beträgt“ [Randnummer (RdNr.) 25 der Urteilsbegründung). Aus dem vorgenannten Wortlaut kann abgeleitet werden, dass das BSG offensichtlich das Tragen ebenso wie das Heben von 20 kg als „schwer“ im Sinne der Legaldefinition und daher als von der Legaldefinition der BK 2108 umfasst ansieht.
Der Verzicht auf eine Mindesttagesdosis erfolgt nach dem BSG-Urteil „entsprechend dem Ergebnis der Deutschen Wirbelsäulenstudie“. Als Begründung für den Verzicht auf eine Mindesttagesdosis von 5500 Nh für Männer weist das BSG in seinem Urteil darauf hin, dass es für die genannte Mindesttagesdosis „keine gesicherte Ableitung“ gibt (RdNr. 26 der Urteilsbegründung).
Die Halbierung der im MDD als Orientierungswert für die Gesamtbelastungsdosis vorgeschlagene Lebensdosisschwelle (als unterer Grenzwert) wird vom BSG ebenfalls mit den Ergebnissen der DWS begründet, die eine „deutliche Reduzierung der maßgebenden Mindestbelastungsdosis“ erforderlich machten (RdNr. 27 der Urteilsbegründung).
Das BSG-Modell wurde für Männer konzipiert, da das entsprechende Urteil zu einem männlichen Kläger gefällt wurde und entsprechende Auslegungen für Frauen nicht Gegenstand der Urteilsbegründung sind. Zur Verdeutlichung der Konsequenzen einer Anwendung des BSG-Modells auch für Frauen wurden die AIC-Werte in Abb. 2 auch für Frauen berechnet. Im Ergebnis liegt das BSG-Modell bei Frauen mit Prolaps (Fallgruppe 2) außerhalb der 95 %-Modellkonfidenzmenge, bei Frauen mit Chondrose (Fallgruppe 4) innerhalb.
Eine noch feinere Unterteilung würde zu sehr kleinen Felderbelegungen führen. Allerdings ist die Wahl von Quintilen willkürlich erfolgt; grundsätzlich hätte auch eine Einteilung in Quartile oder Sextile erfolgen können.
In der vorliegenden Darstellung können aus Platzgründen nicht die Ergebnisse für die einzelnen Zwischenschritte der schrittweisen Erhöhung der Lebensdosisschwelle dargestellt werden. Für eine entsprechende Darstellung mit Diskussion der Resultate wird auf den Abschlussbericht der DWS2 verwiesen [24].
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in Abb. 7, Abb. 8 und Abb. 9 dargestellten Auswertungen auf der Basis kategorisierter Expositionsvariablen erfolgten. Die in der DWS2 ermittelten besten kontinuierlichen Dosismodelle weisen eine bessere Anpassungsgüte auf als die kategorisierten Dosismodelle der DWS1. Die Vor- und Nachteile kategorisierter Auswertungen sind Gegenstand kontroverser Diskussionen, die an dieser Stelle nicht erschöpfend abgehandelt werden können.
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Einhaltung ethischer Richtlinien
Interessenkonflikt. A. Seidler, A. Bergmann, U. Bolm-Audorff, D. Ditchen, R. Ellegast, U. Euler, J. Haerting, E. Haufe, C. Jordan, N. Kersten, O. Kuss, A. Luttmann, P. Morfeld, K. Schäfer und M. Jäger geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Alle im vorliegenden Manuskript beschriebenen Untersuchungen am Menschen wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethik-Kommission, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen Patienten liegt eine Einverständniserklärung vor.
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Die DWS-Richtwertestudie wurde gefördert durch die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V. (DGUV).
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Seidler, A., Bergmann, A., Bolm-Audorff, U. et al. Dosis-Wirkung-Zusammenhang zwischen physischen Belastungen und lumbalen Bandscheibenerkrankungen. Zbl Arbeitsmed 64, 239–257 (2014). https://doi.org/10.1007/s40664-014-0035-3
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DOI: https://doi.org/10.1007/s40664-014-0035-3